Составы и общие свойства природных газов и конденсатов.
Месторождения природного газа в зависимости от состава пластовой продукции условно можно разделить на газовые и газоконденсатные.
Одним из основных факторов, характеризующих газоконденсатные месторождения, является конденсатный фактор. Газоконденсатные месторождения в зависимости от количества в пластовой продукции углеводородов С5+в условно подразделяются на следующие группы:
а) с содержанием до 50 г/м3;
б) с содержанием от 50 до 200 г/м3;
в) с содержанием свыше 200 г/м3.
Газовый конденсат практически состоит из светлых нефтяных фракций и в стабильном состоянии отвечает требованиям отраслевого стандарта ОСТ 51.65-80.
Основной компонент природных и нефтяных газов – метан. В составе природных и особенно нефтяных газов в значительном количестве содержатся также этан, пропан, бутаны, пентан и более тяжелые углеводороды. Свойства этих углеводородов приведены в табл.1.1.1 и 1.1.2. [1]. Основные показатели неуглеводородных компонентов природных газов представлены в таблице 1.1.3. [1].
Свойства газа определяются свойствам отдельных компонентов, входящих в его состав. Метан при обычных (стандартных) условиях (атмосферном давлении и температуре 20°С) ведет себя как реальный газ. Этан находится на границе состояния газ – пар. Пропан и бутаны при обычных условиях находятся в парообразном состоянии, так как их критические параметры весьма высоки. Углеводороды, начиная с изопентана и выше, при обычных условиях (0,1 МПа и 0°С) находятся в жидком состоянии.
Таблица 1.1.1Основные показатели углеводородных компонентов природных газов
| Показатели | Метан | Этан | Пропан | i-Бутан | н-Бутан | i-Пентан | н-Пентан | Гексан | ||||||||||||||
| Химическая формула | СН4 | С2Н6 | С3Н8 | С4Н10 | н-С4Н10 | i-С5Н12 | н-С5Н10 | С6Н12 | ||||||||||||||
| Молекулярная масса | 16,04 | 30,07 | 44,09 | 58,12 | 58,12 | 72,15 | 72,15 | 86,18 | ||||||||||||||
| Газовая постоянная, кг*м/(кг*С0) | 52,95 | 28,19 | 19,23 | 14,95 | 14,95 | 11,75 | 11,75 | 9,84 | ||||||||||||||
| Температура при 0,1 МПа, 0С: - плавления; - кипения | -182,5 -161,3 | -172,5 -88,6 | -187,5 -42,2 | -145,5 -10,1 | -135,0 -0,5 | -160,6 +28,0 | -129,7 +36,2 | -95,5 +69,0 | ||||||||||||||
| Критические параметры: - температура Ткр, К; - давление Ркр, МПа; - плотность кг/м3; - объём, м3/кг | 190,5 4,88 0,00617 | 305,4 5,07 0,0047 | 369,8 4,42 225,5 0,00443 | 408,1 3,80 232,5 0,0043 | 425,2 3,95 225,2 0,0044 | 460,4 3,51 - - | 469,7 3,50 0,0043 | 507,4 3,13 - - | ||||||||||||||
| Плотность при 0,1 МПа и 00С, кг/м3 | 0,717 | 1,344 | 1,967 | 2,60 | 2,60 | 3,22 | 3,22 | 3,88 | ||||||||||||||
| Удельный объём при 0,1 МПа и 00С, кг/м3 | 1,4 | 0,746 | 0,510 | 0,385 | 0,385 | 0,321 | 0,321 | 0,258 | ||||||||||||||
| Плотность в жидком состоянии при Ткип и 0,1 МПа, кг/м3 | (при 00С) | |||||||||||||||||||||
| Удельная теплоёмкость, кДж/(кг*0С): - при Р const, Ср; - при V const, Сv | 2,22 1,70 | 1,73 1,44 | 1,57 1,36 | 1,50 1,31 | 1,50 1,31 | 1,45 1,29 | 1,45 1,29 | 1,42 1,28 | ||||||||||||||
| Теплота при 0,1 МПа, кДж/кг: - испарения; - плавления | 60,7 | 95,1 | 80,0 | 77,5 | 75,4 | 70,8 | ||||||||||||||||
| Теплопроводность при 0,1 МПа и 00С, Вт/(м*ч*0С) | 0,30 | 0,018 | 0,015 | 0,0135 | 0,0135 | 0,0127 | 0,0127 | - | ||||||||||||||
| Теплота сгорания при 0,1 МПа и 150С, кДж/кг: - высшая; - низшая | 55,69 50,15 | 51,96 47,35 | 49,86 46,47 | 49,44 45,67 | 49,44 45,67 | 49,23 45,46 | 49,23 45,46 | 48,69 45,17 | ||||||||||||||
| Коэффициент динамической вязкости при 00С и 0,1 МПа, 10-12 МПа*с | 1,05 | 0,87 | 0,76 | 0,70 | 0,70 | 0,65 | 0,63 | 0,62 | ||||||||||||||
| Таблица 1.1.2Основные показатели углеводородных природных конденсатов | ||||||||||||||||||||||
| Показатели | н-гептан | н-октан | н-нонан | н-декан | Нафтеновые | Ароматические | ||||||||||||||||
| цикло-пентан | цикло-гексан | цикло-гептан | бензол | толуол | ||||||||||||||||||
| Химическая формула | н-С7Н16 | н-С8Н18 | п-С9Н20 | н-С10Н22 | С5Н10 | С6Н12 | С7Н14 | С6Н6 | С7Н8 | |||||||||||||
| Молекулярная масса | 100,2 | 114,22 | 128,25 | 124,3 | 70,1 | 84,16 | 98,2 | 78,11 | 92,13 | |||||||||||||
| Температура при 0,1 МПа, 0С: - плавления; - кипения | -90,8 98,4 | -56,8 150,6 | -53,7 150,6 | -29,7 174,0 | -93,3 49,0 | 6,5 81,4 | -126,3 118,1 | 5,4 80,1 | -95,1 110,5 | |||||||||||||
| Критическая температура, К | 540,1 | 568,8 | 561,5 | 593,6 | ||||||||||||||||||
| Критическое давление, МПа | 2,75 | 2,51 | 2,34 | 2,17 | 4,12 | 4,12 | 4,12 | 4,86 | 4,24 | |||||||||||||
| Плотность жидкости при 20 0С и 0,1 МПа, кг/л | 0,688 | 0,707 | 0,722 | 0,734 | 0,754 | 0,783 | 0,911 | 0,878 | 0,866 | |||||||||||||
| Теплотворная способность, 103 кДж/кг: - высшая; - низшая | 48,31 44,92 | 48,18 44,83 | 48,02 44,75 | 47,85 44,62 | 46,93 44,41 | 46,63 44,0 | 45,88 43,16 | 42,32 40,64 | 42,95 41,06 | |||||||||||||
| Таблица 1.1.3Основные показатели неуглеводородных компонентов природных газов | ||||||||||||||||||||||
| Показатели | Диоксид углерода | Сероводород | Азот | Водяной пар | Гелий | |||||||||||||||||
| Химическая формула | СО2 | Н2S | N2 | H2O | He2 | |||||||||||||||||
| Молекулярная масса | 44,01 | 34,08 | 28,02 | 18,02 | 4,00 | |||||||||||||||||
| Газовая постоянная, кг*м/(кг*С0) | 19,27 | 24,9 | 30,26 | 47,06 | 21,2 | |||||||||||||||||
| Температура при 0,101 МПа, 0С: - плавления; - кипения | -56,6 -78,5 | -82,9 -61,0 | -209,9 -195,8 | 0,0 100,0 | -272,2 -268,9 | |||||||||||||||||
| Критическая температура, К | 373,4 | 125,9 | 647,1 | 5,1 | ||||||||||||||||||
| Критическое давление, МПа | 7,64 | 9,06 | 3,53 | 23,0 | 0,24 | |||||||||||||||||
| Плотность при 0 0С и 0,101 МПа, кг/м3 | 1,97 | 1,539 | 1,251 | 0,805 | 0,178 | |||||||||||||||||
| Удельный объём при 0 0С и 0,101 МПа, м3/кг | 0,506 | 0,650 | 0,799 | 1,248 | 0,069 | |||||||||||||||||
| Удельная теплоёмкость, кДж/(кг*0С): - при Р const, Ср; - при V const, Сv | 0,846 0,654 | 1,064 0,804 | 1,043 0,746 | 2,01 0,151 | 0,859 | |||||||||||||||||